Katmanlı TIInS2 kristalinin dielektrik spektroskopisi

Abstract

TlInS2 katmanlı ferroelektrik kristalinin geniş bir sıcaklık aralığında (95K - 420K ) ve geniş bir frekans (30Hz- ile 13 MHz) aralığında dielektrik özellikleri katlara dik ve paralel yönde incelenmiş bunun sonucunda a.c. iletkenliğin evrensel Jonscher formülüne uygun olarak değiştiği tespit edilmiştir. Katlara dik yöndeki anizotropi, katlara paralel yöndeki anizotropi den çok daha fazla olduğu ve bunun sonucu olarak katlara dik yöndeki iletkenlik olaylarının incelenen sıcaklık aralığında tamamen atlama (hopping) mekanizmasının sorumlu olduğu sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte katlara paralel yönde yapılan incelemelerde 300 K civarına kadar yine iletkenlikten sorumlu sürecin atlama mekanizması bu sıcaklıktan sonraki sıcaklıklarda katkı seviyeleri-band geçişlerinin iletkenlikten sorumlu olduğu ortaya konmuştur. Sanal dielektrik sabitin ( e* ) ve iletkenliğin ( a ) ölçeksiz faz geçişinde (Tj), yaklaşık olarak 3 KHz -20 KHz aralığında maksimumdan geçtiği gözlenmiş bu frekansların ölçeksiz fazın karakteristik frekansları olduğu sonucuna varılmıştır. Elektriksel modülün geniş sıcaklık aralığında atlama mekanizmasına bağlı olan durulma zamanlan elde edilmiştir ayrıca sanal düzlem diyagramlarında ölçeksiz faza tekabül eden 10"5 ve 10"8 sn aralığında hızlı bir durulma mekanizması belirlenmiştir. Oluşan bu hızlı mekanizma ölçeksiz faz içinde oluşan soliton duvarları ile yük taşıyıcılarının etkileşmesinden kaynaklandığı belirlenmiştir.As the dielectric properties of TİI11S2 layered ferroelectric crystal is analyzed in perpendicular and parallel directions in a large temperature range ( 95K - 420K) and frequency (30Hz - 13MHz) range, it is determined that a.c. conductance of materials changes as in the universal formula of Jonscher. Perpendicular anisotropy is much greater than parallel anisotropy, and as a result of this it is determined that all the conductivity phenomena in the perpendicular direction of layers are due to hopping mechanisms in this temperature range. On the other hand, analyzes in parallel direction show us hopping mechanisms are again responsible process for conductance until 300K but electron transitions from dopped level to conductance band are responsible for this above 300K. It is observed that during the incommensurate phase transition the values of imaginery dielectric constant (s") and conductivity (a ) are maximum about between 3KHz-20KHz and it is determined that these frequencies are the characteristic frequencies for unsealed phases. Relaxation times of electrical module that depends on the hopping mechanism are obtained at wide temperature range. A rapid relaxation mechanism is also determined in imaginery plane diagrams which refer to incomensurate phase between time interval of 10"5 and 10"8 seconds. It is understood that this rapid mechanism stems from interaction between soliton walls, which is formed in the "incomensurate" phase, and the charge carriers.